Efeito Casimir Parte I

Vamos fazer uma experiência mental!
O que acontece se tivermos duas placas metálicas não carregadas, situadas bastante perto uma da outra (alguns micrometros) no vácuo?
Se utilizarmos qualquer teoria clássica veremos que não deverá existir nenhuma força entre as placas, para além da força gravítica que é suficientemente pequena para ser desprezável.
No entanto, segundo as teorias quânticas de campo, até o espaço vazio está cheio de fotões virtuais que constituem as oscilações do vazio, e como tudo na teoria quântica, também estes fotões terão que ser quantizados. A presença de duas placas junto uma da outra, cria condições de fronteira para a quantização do campo de fotões virtuais que se situam entre as placas.
O que acontece então é que, devido a essas condições fronteira, o espectro de energias possíveis de existir no meio das placas torna-se discreto, tal como no caso de uma partícula num poço de potencial infinito.
Isto significa que há uma pressão maior do lado de fora das placas do que do lado de dentro, o que resulta numa força atractiva entre as placas que varia com o inverso da quarta potência da distância entre as placas. Devido a esta variação com 1/(r^4) só a distâncias muito pequenas é que este efeito é sentido, sendo que a 10 nanómetros (mais ou menos 100 distâncias atómicas) o efeito casimir produz uma pressão de cerca de uma atmosfera nas placas.
O primeiro teste experimental deste efeito foi efectuado em 1958 por Marcus Sparnaay enquanto trabalhava na Siemens em Eindhoven, apenas 10 anos depois do físico holandês Hendrik B. G. Casimir ter proposto esta força, mas os resultados experimentais apresentavam uma incerteza tão grande que nem se conseguía concluir se a força era atractiva ou repulsiva. Finalmente, em 1997 e em 2001 experiências com excelente precisão foram efectuadas no laboratório nacional de Los Alamos e na Universidade de Pádua, respectivamente, e provaram a existência desta força misteriosa.
Existem bastantes implicações práticas, principalmente no que toca à construção de nanostruturas e circuitos miniaturizados, devido à existência deste efeito, mas deixarei este tema para outro post.